獨柱支承的曲線梁橋設(shè)計

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1、360文檔中心word文檔下載網(wǎng)站http://www.360docs.net/　　本文檔下載自360文檔中心，更多免費文檔請訪問網(wǎng)址http://www.360docs.nethttp://www.360docs.net/doc/info-3f2595142af90242a895e560.html獨柱支承的曲線梁橋設(shè)計獨柱支承的曲線梁橋設(shè)計何維利（北京市政工程設(shè)計研究總院）【摘要】本文論述了曲線架橋設(shè)計過程中所遇到的一些實際問題，并提出了一些解決方法。介紹了曲線橋梁的受力特點，論述了曲線梁橋調(diào)整墩柱偏心的平衡設(shè)計方法，分析了不同支承形式和預(yù)應(yīng)力鋼束對曲線梁橋受力的影響，另外對曲線梁橋的施

2、工和構(gòu)造要求進行了論述。【關(guān)鍵詞】曲線梁橋平衡設(shè)計最大扭轉(zhuǎn)角扭轉(zhuǎn)變形預(yù)應(yīng)力鋼束徑向力一、概述360文檔中心word文檔下載網(wǎng)站http://www.360docs.net/目前曲線梁橋在現(xiàn)代化的公路及城市道路立交中應(yīng)用已非常普遍。尤其在立交的匝道設(shè)計中應(yīng)用最廣。由于受地形、地物和占地面積的影響，匝道的設(shè)計往往受到多種因素限制。這就決定了匝道橋具有以下特點：首先匝道有別于主干道，所以匝道橋的寬度比較窄，一般匝道多為一或兩車道。寬度在6～11m左右。第二，由于匝道用來實現(xiàn)道路的轉(zhuǎn)向功能，在城市中立交往往受到占地面積的限制，所以匝道橋多為小半徑的曲線梁橋，平曲線最小半徑可在30m左右，曲線匝道橋

3、上多設(shè)置較大超高值。第三，在大型立交中匝道的規(guī)模有時也在增大，匝道橋往往設(shè)置較大縱坡，匝道不僅跨越下面的非機動車道，有時還需跨越主干道，這就增大了匝道橋的長度。在曲線梁橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計時，為減少占用土地、改善下部結(jié)構(gòu)布局、增加視野和橋形美觀，其下部墩往往往采用獨柱支承方式。這種形式的曲線梁橋受力狀態(tài)較為復(fù)雜，所以在設(shè)計過程中，必須對其結(jié)構(gòu)受力特點有充分的了解，全面綜合考慮各種因素對主梁及撤往的不利影響。在全國范圍內(nèi)，此類橋型結(jié)構(gòu)目前已出現(xiàn)多次因設(shè)計原因而在施工或使用過程中發(fā)生事故；其中有的引起主梁開裂；有的引起墩柱開裂；還有的引起主梁向外偏轉(zhuǎn)或向內(nèi)偏轉(zhuǎn)而使支座脫空；有的已經(jīng)全橋拆除；給國家造

4、成巨大經(jīng)濟損失。綜上所述，對于獨柱支承曲線梁橋的設(shè)計，必須引起充分重視，并使用空間分析程序?qū)ζ渖舷虏拷Y(jié)構(gòu)進行全面的整體的計算。下面就曲線梁橋設(shè)計中遇到的一些實際問題進行分析與論述。二、獨柱支承曲線架橋結(jié)構(gòu)受力特點曲線梁橋受力特點是相對于直橋而言的，由于主梁的平面彎曲使得下部結(jié)構(gòu)墩往的支承點不在同一條直線上，從而造成曲線梁橋的受力狀態(tài)與直橋有著很大差別。構(gòu)成了其獨有的受力特點。首先對直橋而言，在主梁自重和預(yù)應(yīng)力鋼束作用下，由于荷載是對稱的，對主梁并不產(chǎn)生扭矩和扭轉(zhuǎn)變形。但是在曲線梁橋中，由于自重和預(yù)應(yīng)力荷載作用所產(chǎn)生的扭矩和扭轉(zhuǎn)變形是不容忽視的，預(yù)應(yīng)力鋼束徑向力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)作用相當(dāng)大。在大曲率

5、、較大跨徑的曲線梁橋中，主梁組合最大扭矩值有時可達縱向最大彎矩值的50％以上。由于橋梁下部結(jié)構(gòu)采用獨柱支承方式，因此交承點的位置對結(jié)構(gòu)受力尤為重要。此外由于獨柱支承曲線梁橋中門支點抗扭能力弱，所以必須在橋梁兩端部設(shè)置抗扭支承，以增加橋梁的整體穩(wěn)定性。由于主梁的扭轉(zhuǎn)傳遞到梁端部時，會造成端部各支座橫向受力分布嚴重不均，甚至使支座出現(xiàn)負反力。還有汽車荷載的偏心布置及其行使時的離心力，也會造成曲線梁橋向外偏轉(zhuǎn)并增加主梁扭矩和扭轉(zhuǎn)變形。360文檔中心word文檔下載網(wǎng)站http://www.360docs.net/綜合以上曲線梁橋受力特點，故在獨柱支承曲線梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)對其進行全面的整體的空間

6、受力計算分析，只采用橫向分布等簡化計算方法，不能滿足設(shè)計要求。必須對其在承受縱向彎曲、扭轉(zhuǎn)和翹曲作用下，結(jié)合自重、預(yù)應(yīng)力和汽車活載等荷載進行詳細的受力分析，充分考慮其結(jié)構(gòu)的空間受力特點才能得到安全可靠的結(jié)構(gòu)設(shè)計。三、下部支承方式對曲線梁橋內(nèi)力影響曲線梁橋的不同支承方式，對其上、下部結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響非常大，根據(jù)其結(jié)構(gòu)受力特點一般采用的支承方式為：1．在曲線梁橋兩端的橋臺或蓋梁處采用兩點或多點支承的支座，這種支承方式可有效地提高主梁的橫向抗扭性能，保證其橫向穩(wěn)定性。2．在曲線梁橋的中墩支承處可采用的支承形式很多，應(yīng)根據(jù)其平面曲率、跨徑、墩柱截面和墩柱高度及預(yù)應(yīng)力鋼束作用力的不同來合理地選用支承方式

7、。經(jīng)常采用的支承方式有：（1）墩頂采用方板或圓板橡膠支座，這種方式適用于中墩支反力10000kN以下曲線梁橋梁，板式橡膠支座能夠提供一定的抗扭能力，對梁有較弱的扭轉(zhuǎn)約束，水平方向容許有剪切變形。（2）對于中墩支反力接近或超過10000kN的曲線梁橋可采用單向、多向活動或固定的盆式支座或球形支座。這種支座可根據(jù)其受力需要固定或放開某方向的水平約束，但是這種支座對主梁的扭轉(zhuǎn)沒有約束，這時主梁在橫向和縱向可自由扭轉(zhuǎn)。（3）采用